Messung des Blecheinzugs

In der Kaltformung ist das Tiefziehen ein zentraler Schritt im Produktionsprozess. Laser-Triangulationssensoren messen beim Pressvorgang den Blecheinzug, dessen Wert für die Qualitätsbeurteilung des Bauteils maßgeblich ist.

18. Oktober 2019
Messung des Blecheinzugs
Die Messung des Verzugs erfolgt mit mehreren Laser-Triangulationssensoren von Micro-Epsilon. (© Micro-Epsilon)

Eine zu formende Platine wird vom Werkzeugstempel in die Form, die sogenannte Matrize, gedrückt. Dabei wird der Flansch des Blechs teilweise nach innen gezogen, da die Bauteildicke durch den Tiefziehprozess abnimmt und verdrängtes Material vom Rand der Platine nachfließt. Dieser Verzug lässt sich als Abstandsänderung erfassen. Sein Wert ist maßgeblich für die Qualitätsbeurteilung des Pressteils.

Die Messung des Verzugs wird mit mehreren Laser-Triangulationssensoren vom Typ Opto NCDT 1420 von Micro-Epsilon durchgeführt, die entweder im oder seitlich am Werkzeug um das Blech plaziert sind. Aufgrund ihrer kompakten Bauweise lassen sich die Sensoren in geringen Bauraum integrieren. Die Anordnung ist so gewählt, dass der Laserstrahl die Kanten des Blechs misst, das sich zwischen der Ober- und Unterseite des Werkzeugs befindet. Dank des sehr kleinen Messflecks misst der Laser die weniger als ein Millimeter breite Spalte, die zwischen den beiden Werkzeugteilen entsteht.

Die Messwerte sind die Basis für ein eventuell nötiges Nachregeln der Presskraft.

Die Messwerte werden analog oder digital an die Steuerung übertragen. Sie lassen einen Rückschluss darauf zu, wie viel Material nachgeflossen ist. Dadurch lässt sich beispielsweise die Presskraft im laufenden Prozess regulieren. Das verringert Ausschuss, Materialverbrauch, Stillstand und Kosten.

Auch unter schwierigen Umgebungsbedingungen liefern die Laser-Triangulationssensoren von Micro-Epsilon präzise Messergebnisse. Sie sind robust und halten starken mechanischen Belastungen wie Vibrationen und Schocks stand. Die Auto-Target-Funktion (kurz: ATC) der Sensoren ermöglicht einen sehr schnellen Ausgleich unterschiedlicher Reflexionen, bedingt durch hochglänzende bis schmutzig-matte Blechteile. Sie erlaubt zudem einen glatten Verlauf des Abstandssignals.

Hochauflösender Laser-Profil-Scanner

Die Laserscanner der Reihe Scancontrol 3060–25/BL sind für dynamische Messaufgaben konzipiert, die hohe Anforderungen an Auflösung und Genauigkeit stellen. Daher werden sie vor allem in der Automatisierung, der Fertigungs- und Prozessüberwachung und der Qualitätskontrolle eingesetzt. Sie generieren 2.048 Messpunkte pro Profil, was einer X-Auflösung von rund zwölf Mikrometern entspricht. Die Laser-Scanner sind zudem mit einer Profilfrequenz bis zehn Kilohertz auf sehr schnelle Prozesse ausgelegt.

Der wählbare ›High Dynamic Range Modus‹ bietet eine neuartige Belichtungsregelung. Die Zeilen der Sensormatrix werden in diesem Modus zeitgleich unterschiedlich belichtet. Die Intensitätsverläufe sind somit pro Matrixzeile verschieden. Der Sensor wählt schließlich den optimalen Verlauf und generiert dadurch auch auf dunklen oder inhomogenen Oberflächen exakte Messergebnisse. Die Ausgabe der ermittelten Werte erfolgt über Ethernet- oder RS422-Schnittstelle. Über das optionale Scancontrol-Gateway können die Messwerte in Profinet, Ethercat oder Ethernet/IP ausgegeben werden.

Beim Scancontrol 3060–25/BL handelt es sich um einen Laserscanner mit Blue-Laser-Technologie, die in zahlreichen Messaufgaben entscheidende Vorteile im Vergleich zu Sensoren mit roter Laserdiode bietet. Anders als der langwellige, rote Laserstrahl dringt das kurzwellige, blau-violette Laserlicht kaum in das Messobjekt ein. Die blaue Laserlinie wird auch auf halbtransparenten Oberflächen wie Kleberaupen scharf abgebildet und auf das Sensorelement projiziert, wodurch der Laser-Scanner stets stabile und präzise Ergebnisse liefert.

Erschienen in Ausgabe: 06/2019
Seite: 64

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